2021年工业机器人考试题库

《工业机器人》复习题

一、判断题

1.机械手亦可称之为机器人。（Y）

2.完毕某一特定作业时具备多余自由度机器人称为冗余自由度机器人。（Y）

3.关节空间是由所有关节参数构成。（Y）

4.任何复杂运动都可以分解为由各种平移和绕轴转动简朴运动合成。（Y）

5.关节，坐标系放在i-1关节末端。（N）

6.手臂解有解必要条件是串联关节链中自由度数等于或不大于6。（N）

7.对于具备外力作用非保守机械系统，其拉格朗日动力函数L可定义为系统总动

能与系统总势能之和。（N）

8.由电阻应变片构成电桥可以构成测量重量传感器。（Y）

9.激光测距仪可以进行散装物料重量检测。（Y）

10.运动控制电子齿轮模式是一种积极轴与从动轴保持一种灵活传动比随动系统。

（Y）

11.工业机器人工作站是由一台或两台机器人所构成生产体系。（）

12.机器人辨别率分为编程辨别率与控制辨别率,统称为系统辨别率。（）

13.正交变换矩阵R为正交矩阵。（）

14.复合运动齐次矩阵建立是由所有简朴运动齐次矩阵求和所形成。（）

15.关节i效应体当前i关节末端。（）

16.并联关节机器人正运动学问题求解易，逆运动学问题求解难。（）

17.机器人轨迹泛指工业机器人在运动过程中所走过途径。（）

18.空间直线插补是在已知该直线始点、末点和中点位置和姿态条件下，进而求出

轨迹上各点（插补点）位置和姿态。O

19.示教编程用于示教一再现型机器人中。（Y）

20.机器人轨迹泛指工业机器人在运动过程中运动轨迹，即运动点位移、速度和加

速度。（Y）

21.关节型机器人重要由立柱、前臂和后臂构成。（N）

22.到当前为止，机器人已发展到第四代。（N）

23.磁力吸盘可以吸住所有金属材料制成工件。（N）

24.谐波减速机名称来源是由于刚轮齿圈上任一点径向位移呈近似于余弦波形变

化。（N）

25.由电阻应变片构成电桥可以构成测量重量传感器。（Y）

26.激光测距仪可以进行散装物料重量检测。（Y）

27.机械手亦可称之为机器人。（Y）

28.谐波减速机名称来源是由于刚轮齿圈上任一点径向位移呈近似于余弦波形变

化。（N）

29.借助于电磁波和声波可以构成接触型传感器。（）

30.增量式编码器比起绝对式编码器加工难、安装严、体积大、价格高。（）

31.计算机视觉学科中绝大多数问题为病态问题，既难以求解或解不唯一。（）

32.示教-再现控制给定方式中分直接示教和间接示教。直接示教便是操作人员通

过手动控制盒上按键，编制机器人动作顺序，拟定位置、设定速度或限时。（）

33.东大牛机器人足球队是中华人民共和国第一支夺得世界杯冠军代表队，弥补了

国内空白。（）

34.图像恢复指是光学镜头几何形变矫正，补偿由于光学镜头所带来图像畸变。（）

35.变位机运动数（自由度）重要取决于被加工件大小。（）

36.轨迹插补运算是随着着轨迹控制过程一步步完毕，而不是在得到示教点之后，一

次完毕，再提交给再现过程。（Y）

37.格林（格雷）码被大量用在相对光轴编码器中。（N）

38.图像二值化解决便是将图像中感兴趣某些置1,背景某些置2。（N）

图像增强是调节图像色度、亮度、饱和度、对比度和辨别率，使得图像效果清晰和

颜色分明。（Y）

二、填空题

1.按坐标形式分类，机器人可分为直角坐标型、圆柱坐标型、球坐标型和关

节坐标型四种基本类型。

2.作为一种机器人,普通由三个某些构成，分别是控制系统、传感系统和机械

系统。

3.机器人重要技术参数普通有自由度、定位精度、工作范畴、重复定位精

度、辨别率、承载能力及最大速度等。

4.自由度是指机器人所具备独立坐标轴运动数目，不涉及末端操作器开合自

由度。

5.机器人辨别率分为编程辨别率和控制辨别率，统称为系统辨别率。

6.重复定位精度是关于精度记录数据。

7.依照真空产生原理真空式吸盘可分为真空吸盘、气流负压吸盘和挤气负

压吸盘等三种基本类型。

8.8、机器人运动轨迹生成方式有示教再现运动、关节空间运动、空间直线

运动和空间曲线运动。

9.9、机器人传感器重要性能指标有敏捷度、线性度、测量范畴、重复

性、精度、辨别率、响应时间和抗干扰能力等。

10.自由度是指机器人所具备独立坐标轴运动数目。

11.机器人重复定位精度是指在同一环境、同一条件、同一目的动作、同一命令下,

机器人持续重复运动若干次时,其位置分散状况。

12.机器人驱动方式重要有液压驱、气压驱动和电气驱动三种。

13.机器人上惯用可以测量转速传感器有测速发电机和增量式码盘。

14.机器人控制系统按其控制方式可以分为，控制方式、轨迹控制方式和示教

控制方式。

15.按几何构造分划分机器人分为：串联机器人、并联机器人。

16.机器人是指代替本来由人直接或间接作业自动化机械。

17.在机器人正面作业与机器人保持300mm以上距离。

18.手动速度分为：微动、低速、中速、高速。

19.机器人三种动作模式分为：示教模式、再现模式、远程模式。

20.机器人坐标系种类为：关节坐标系、直角坐标系、圆柱坐标系、工具坐标系、

顾客坐标系。

21.设定关节坐标系时,机器人S、L、U、R、B.T各轴分别运动。

22.设定为直角坐标系时，机器人控制点沿X、Y、Z轴平行移动。

23.用关节插补示教机器人轴时，移动命令为MOVJ。通过以示教点为圆心、以

75mm为半径圆内任一点即视为达到。

24.机器人腕部轴为R,B,T,本体轴为S,L,U。

25.机器人示教是指：将工作内容告知产业用机器人作业。

26.机器人轨迹支持四种插补方式，分别是关节插补，直线插补，圆弧插补，自由

曲线插补，插补命令分别是MOVJ,MOVL,MOVC

27.机器人按机构特性可以划分为关节机器人和非关节机器人两大类。

28.机器人系统大体由驱动系统、机械系统、人机交互系统和控制系统、感

知系统、机器-环境交互系统等某些构成。

29.机器人重复定位精度是指机器人末端执行器为重复到达同一目的位置而实际

到达位置之间接近限度。

30.机器人运动学是研究机器人末端执行器位姿和运动与关节空间之间关系。

31.惯用建立机器人动力学方程办法有牛顿和拉格朗日。

32.6自由度机器人有解析逆解条件是机器人操作手独立关节变量多于末端执行器

运动自由度数。

33.机器人驱动方式重要有液压、气动和电动三种。

34.机器人上惯用可以测量转速传感器有测速发电机和增量式码盘。

35.机器人控制系统按其控制方式可以分为查工控制方式、适应性控制方式和

人工智能控制方式。

三、选取题

1.工作范畴是指机器人（）或手腕中心所能到达点集合。（B）

A机械手B手臂末端C手臂D行走某些。

2.机器人精度重要依存于（）、控制算法误差与辨别率系统误差。（C）

A传动误差B关节间隙C机械误差D连杆机构挠性

滚转能实现360°无障碍旋转关节运动,通惯用（）来标记。（A）

ARBWCBDL

3.RRR型手腕是（）自由度手腕。（C）

A1B2C3D4

真空吸盘规定工件表面（）、干燥清洁，同步气密性好。（D）

A粗糙B凸凹不平C平缓突起D平整光滑

同步带传动属于（）传动，适合于在电动机和高速比减速器之间使用。（B）

A高惯性B低惯性C高速比D大转矩

4.机器人外部传感器不涉及（）传感器。（D）

A力或力矩B接近觉C触觉D位置

5.手爪重要功能是抓住工件、握持工件和（）工件。（C）

A固定B定位C释放D触摸。

6.机器人精度重要依存于（）、控制算法误差与辨别率系统误差。（C）

A传动误差B关节间隙C机械误差D连杆机构挠性

7.机器人控制方式分为点位控制和（）。（C）

A点对点控制B点到点控制C持续轨迹控制D任意位置控制

8.焊接机器人焊接作业重要涉及（）。（A）

A点焊和弧焊B间断焊和持续焊C平焊和竖焊D气体保护焊和筑弧焊

9.作业途径通惯用（）坐标系相对于工件坐标系运动来描述。（D）

A手爪B固定C运动D工具

当代机器人重要源于如下两个分支：（C）

A计算机与数控机床B遥操作机与计算机

C遥操作机与数控机床D计算机与人工智能

对于转动关节而言，关节变量是D-H参数中（A）

A关节角B杆件长度C横距D扭转角

10.动力学研究内容是将机器人联系起来。（A）

A运动与控制B传感器与控制C构造与运动D传感系统与运动

所谓无姿态插补，即保持第一种示教点时姿态，在大多数状况下是机器人沿

运动时浮现。（B）

A平面圆弧B直线C平面曲线D空间曲线

11.应用普通物理定律构成传感器称之为（）

A物性型B构造型C一次仪表D二次仪表

传感器在整个测量范畴内所能辨别被测量最小变化量，或者所能辨别不同被测

量个数，被称之为传感器。（）

A精度B重复性C辨别率D敏捷度

12.谐波传动缺陷是（）。（A）

A扭转刚度低B传动侧隙小C惯量低D精度高

13.机器人三原则是由谁提出。（D）

A森政弘B约瑟夫•英格伯格C托莫维奇D阿西莫夫

当代机器人大军中最重要机器人为：（A）

A工业机器人B军用机器人C服务机器人D特种机器人

手部位姿是由哪两某些变量构成？（B）

A位置与速度B姿态与位置C位置与运营状态D姿态与速度

用于检测物体接触面之间相对运动大小和方向传感器是：（C）

A接近觉传感器B接触觉传感器C滑动觉传感器D压觉传感器

示教-再现控制为一种在线编程方式,它最大问题是：（B）

A操作人员劳动强度大B占用生产时间

C操作人员安全问题D容易产生废品

下面哪个国家被称为“机器人王国”？（C）

A中华人民共和国B英国C日本D美国

对机器人进行示教时，作为示教人员必要事先接受过专门培训才行。与示教作

业人员一起进行作业监护人员，处在机器人可动范畴外时，（B）,可进行共同作

业。

A不需要事先接受过专门培训B必要事先接受过专门培训

C没有事先接受过专门培训也可以

使用焊枪示教前，检查焊枪均压装置与否良好，动作与否正常，同步对电极头规

定是（A）。

A更换新电极头B使用磨耗量大电极头C新或旧都行

普通对机器人进行示教编程时，规定最初程序点与最后程序点位置（A）,可提

高工作效率。

A相似B不同C无所谓D分离越大越好

为了保证安全，用示教编程器手动运营机器人时，机器人最高速度限制为

（B）o

A50mm/sB250mm/sC800mm/sD1600mm/s

正常联动生产时,机器人示教编程器上安全模式不应当打到（C）位置上。

A操作模式B编辑模式C管理模式

示教编程器上安全开关握紧为ON,松开为OFF状态，作为进而追加功能，当握

紧力过大时，为（C）状态。

A不变BONCOFF

对机器人进行示教时，模式旋钮打到示教模式后，在此模式中，外部设备发出启

动信号（A）。

A无效B有效C延时后有效

位置级别是指机器人通过示教位置时接近限度,设定了适当位置级别时,可使机

器人运营出与周边状况和工件相适应轨迹,其中位置等（A）。

APL值越小,运营轨迹越精准BPL值大小,与运营轨迹关系不大

14.CPL值越大，运营轨迹越精准

试运营是指在不变化示教模式前提下执行模仿再现动作功能，机器人动作速度

超过示教最高速度时，以（B）。

A程序给定速度运营B示教最高速度来限制运营

C示教最低速度来运营

机器人经常使用程序可以设立为主程序,每台机器人可以设立（C）主程序。

A3个B5个C1个D无限制

15.机器人三原则是由（D）提出。

16.A.森政弘B.约瑟夫•英格伯格C・托莫维奇D.阿西莫夫

17.当代机器人大军中最重要机器人为（A）。

18.A.工业机器人B.军用机器人C.服务机器人D.特种机器人

19.手部位姿是由（B）构成。

20.A.位置与速度B.姿态与位置C.位置与运营状态D.姿态与速度

21.运动学重要是研究机器人（B）。

22.A.动力源是什么B.运动和时间关系C.动力传递与转换D.运动应用

23.动力学重要是研究机器人（C）。

24.A.动力源是什么B.运动和时间关系C.动力传递与转换D.动力应用

25.传感器输出信号达到稳定期，输出信号变化与输入信号变化比值代表传感器

（D）参数。

26.A.抗干扰能力B.精度C.线性度D.敏捷度

27.六维力与力矩传感器重要用于（D）。

28.A.精密加工B.精密测量C.精密计算D.精密装配

29.机器人轨迹控制过程需要通过求解（B）获得各个关节角位置控制系统设定

值。

30.A.运动学正问题B.运动学逆问题C.动力学正问题D.动力学逆问题

31.日本日立公司研制经验学习机器人装配系统采用触觉传感器来有效地反映装配

状况。其触觉传感器属于下列（C）传感器。

32.A.接触觉B接近觉C力/力矩觉D压觉

机器人定义中，突出强调是（C）。

A具备人形象B模仿人功能C像人同样思维D感知能力很强

33.当代机器人重要源于如下两个分支（C）。

A计算机与数控机床B遥操作机与计算机

C遥操作机与数控机床D计算机与人工智能

34.一种刚体在空间运动具备（D）自由度。

A3个B4个C5个D6个

对于转动关节而言，关节变量是D-H参数中（A）。

A关节角B杆件长度C横距D扭转角

对于移动（平动）关节而言，关节变量是D-H参数中（C）。

A关节角B杆件长度C横距D扭转角

35.运动正问题是实现如下变换（A）。

A从关节空间到操作空间变换B从操作空间到迪卡尔空间变换

C从迪卡尔空间到关节空间变换D从操作空间到关节空间变换

36.运动逆问题是实现如下变换（C）。

A从关节空间到操作空间变换B从操作空间到迪卡尔空间变换

C从迪卡尔空间到关节空间变换D从操作空间到任务空间变换

37.动力学研究内容是将机器人（A）联系起来。

A运动与控制B传感器与控制C构造与运动D传感系统与运动

38.机器人终端效应器（手）力量来自（D）。

A机器人所有关节B机器人手部关节

C决定机器人手部位置各关节D决定机器人手部位姿各个关节

在（-r操作机动力学方程中，其重要作用是（D）。

A哥氏项和重力项B重力项和向心项C惯性项和哥氏项D惯性项和重力项

对于有规律轨迹，仅示教几种特性点，计算机就能运用（D）获得中间点坐标。

A优化算法B平滑算法C预测算法D插补算法

39.机器人轨迹控制过程需要通过求解（B）获得各个关节角位置控制系统设定

值。

A运动学正问题B运动学逆问题C动力学正问题D动力学逆问题

所谓无姿态插补，即保持第一种示教点时姿态，在大多数状况下是机器人沿

（B）运动时浮现。

A平面圆弧B直线C平面曲线D空间曲线

40.定期插补时间间隔下限重要决定因素是（B）。

A完毕一次正向运动学计算时间B完毕一次逆向运动学计算时间

C完毕一次正向动力学计算时间D完毕一次逆向动力学计算时间

为了获得非常平稳加工过程，但愿作业启动（位置为零）时：（A）。

A速度为零,加速度为零B速度为零,加速度恒定

41.C速度恒定,加速度为零D速度恒定,加速度恒定

42.应用普通物理定律构成传感器称之为（B）。

A物性型B构造型C一次仪表D二次仪表

GPS全球定位系统，只有同步接受到—一颗卫星发射信号，才可以解算出接受

器位置。（C）

A2B3C4D6

在伺服电机伺服控制器中，为了获得高性能控制效果，普通具备3个反馈回路,

分别是：（BDE）

A电压环B电流环C功率环D速度环E位置环F加速度环

谐波减速器特别合用于工业机器人哪几种轴传动？（DEF）

AS轴：81轴©11轴DR轴EB轴FT轴

43.CCD（ChargeCoupledDevice）摄像头输出信号为帧/秒（fps---frameper

second）。（B）

A20B25C30D50

44.运用物质自身某种客观性质制作传感器称之为（A）。

A物性型B构造型C一次仪表D二次仪表

应用电容式传感器测量微米级距离，应当采用变化（C）方式。

A极间物质介电系数B极板面积C极板距离D电压

压电式传感器，即应用半导体压电效应可以测量（C）。

A电压B亮度C力和力矩D距离

传感器在整个测量范畴内所能辨别被测量最小变化量，或者所能辨别不同被测

量个数，被称之为传感器（C）。

A精度B重复性C辨别率D敏捷度

增量式光轴编码器普通应用（C）套光电元件，从而可以实现计数、测速、鉴

向和定位。

A-B二C三D四

45.测速发电机输出信号为（A）。

A模仿量B数字量C开关量D脉冲量

46.用于检测物体接触面之间相对运动大小和方向传感器是（C）。

A接近觉传感器B接触觉传感器C滑动觉传感器D压觉传感器

GPS全球定位系统，只有同步接受到（C）颗卫星发射信号，才可以解算出接受

器位置。

A2B3C4D6

操作机手持粉笔在黑板上写字，在（C）方向只有力约束而无速度约束？

AX轴BY轴CZ轴DR轴

如果末端装置、工具或周边环境刚性很高，那么机械手要执行与某个表面有接

触操作作业将会变得相称困难。此时应当考虑（A）。

A柔顺控制BPID控制C模糊控制D最优控制

示教-再现控制为一种在线编程方式,它最大问题是（B）。

A操作人员劳动强度大B占用生产时间

C操作人员安全问题D容易产生废品

47.模仿通信系统与数字通信系统重要区别是（B）。

A载波频率不同样B信道传送信号不同样

C调制方式不同样D编码方式不同样

48.CCD（ChargeCoupledDevice）摄像头输出信号为（B）帧/秒。

A20B25C30D50

CCD摄像头采用电视PAL原贝【J,每帧图像由（B）场构成。

AlB2C3D4

四、综合题

1.机器人分为几类？

2.答：一方面，机器人按应用分类可分为工业机器人、极限机器人、娱乐机器人。

（1）工业机器人有搬运、焊接、装配、喷漆、检查机器人，重要用于当代化工厂

和柔性加工系统中。（2）极限机器人重要是指用在人们难以进入核电站、海底、

宇宙空间进行作业机器人，涉及建筑、农业机器人。（3）娱乐机器人涉及弹奏机

器人、舞蹈机器人、玩具机器人等。也有依照环境而变化动作机器人。另一方面，

按照控制方式机器人可分为操作机器人、程序机器人、示教机器人、智能机器人和

综合机器人。

3.机器人由哪几某些构成？

答：机器人由三大某些六个子系统构成。三大某些是机械某些、传感某些和控制某

些。六个子系统是驱动系统、机械构造系统、感受系统、机器人一环境互换系统、

人机互换系统和控制系统。

4.什么是自由度？

答：人们把构建相对于参照系具备独立运动参数数目称为自由度。

5.机器人技术参数有哪些？各参数意义是什么？

6.答：机器人技术参数有：自由度、精度、工作范畴、速度、承载能力。（1）自由度：是指机

器人所具备独立坐标轴数目，不涉及手爪（末端操作器）开合自由度。在三维空间里描述

一种物体位置和姿态需要六个自由度。但是，工业机器人自由度是依照其用途而设计，也也

许不大于六个自由度，也也许不不大于六个自由度。（2）精度：工业机器人精度是指定位精

度和重复定位精度。定位精度是指机器人手部实际到达位置与目的位置之间差别。重复定

位精度是指机器人重复定位其手部于同一目的位置能力，可以用原则偏差这个记录量来表

达，它是衡量一列误差值密集度（即重复度）。（3）工作范畴：是指机器人手臂末端或手腕

中心所能到达所有点集合，也叫工作区域。（4）速度；速度和加速度是表白机器人运动特

性重要指标。（5）承载能力：是指机器人在工作范畴内任何位姿上所能承受最大质量。承

载能力不但取决于负载质量，并且还与机器人运营速度和加速度大小和方向关于。为了安

全起见，承载能力这一技术指标是指高速运营时承载能力。普通，承载能力不但指负载，并

且还涉及机器人末端操作器质量。

7.机器人手腕有几种？试述每种手腕构造。

8.答：机器人手臂按构造形式分可分为单臂式，双臂式及悬挂式按手臂运动形式区别，手臂有

直线运动。如手臂伸缩，升降及横向移动,有回转运动如手臂左右回转上下摆动有复合运动

如直线运动和回转运动组合。2直线运动组合2回转运动组合。手臂回转运动机构，实现

机器人手臂回转运动机构形式是各种各样，惯用有叶片是回转缸，齿轮转动机构，链轮传动

和连杆机构手臂俯仰运动机构，普通采用活塞油（气）缸与连杆机构联用来实现手臂复合

运动机构,多数用于动作限度固定不变专用机器人。

9.机器人机座有几种？试述每种机座构造。

答：机器人几座有固定式和行走时2种。（1）固定式机器人级左右直接接地地面

基本上，也可以固定在机身上。（2）移动式机器人有可分为轮车机器人，有3组

轮子构成轮系四轮机器人三角论系统，全方位移动机器人，2足步行式机器人，履

带行走机器人。

10.PWM调速特点有哪些？

11.答：简朴，便于计算机实现，节能，调速范畴大；非线性严重，引入高频干扰和损耗。

12.试述机器人视觉构造及工作原理

13.答:机器人视觉由视觉传感器摄像机和光源控制计算器和图像解决机构成原理：由视觉传感

器讲景物光信号转换成电信号通过A/D转换成数字信号传递给图像解决器，同步光源控制

器和32摄像机控制器把把光线，距离颜色光源方向等等参数传递给图像解决器，图像解决

器对图像数据做某些简朴解决将数据传递给计算机最后由计算器存储和解决。

14.工业机器人控制方式有几种？

答：工业机器人控制方式各种各样，依照作业任务不同，重要分为点位控制方式、

持续轨迹控制方式、力（力矩）控制方式和智能控制方式。（1）点位控制方式

（PTP）：这种控制方式特点是只控制工业机器人末端执行器在作业空间中某些规

定离散点上位姿。控制时只规定工业机器人迅速、精确地实现相邻各点之间运动，

而对达到目的点运动轨迹则不作任何规定。这种控制方式重要技术指标是定位精度

和运动所需时间。（2）持续轨迹控制方式（CP）：这种控制方式特点是持续控制

工业机器人末端执行器在作业空间位姿，规定其严格按照预定轨迹和速度在一定精

度范畴内运动，并且速度可控，轨迹光滑，运动平稳，以完毕工作任务。（3）力

（力矩）控制方式：在完毕装配、抓放物体等工作时，除要准拟定位外，还规定使

用适度力或力矩进行工作，这时就要运用力（力矩）伺服方式。这种方式控制原理

与位置伺服控制原理基本相似，只但是输入量和反馈量不是位置信号，而是力（力

矩）信号，因而系统中必要有力（力矩）传感器。有时也运用接近、滑动等传感功

能进行自适应式控制。（4）智能控制方式：机器人智能控制时通过传感器获得周

边环境知识，并依照自身内部知识库做出相应决策。采用智能控制技术，使机器人

具备了较强适应性及自学习功能。智能控制技术发展有赖于近年来人工神经网络、

基因算法、遗传算法、专家系统等人工智能迅速发展。

15.机器人参数坐标系有哪些？各参数坐标系有何作用？

答：工业机器人坐标形式有直角坐标型、圆柱坐标型、球坐标型、关节坐标型和平

面关节型。（1）直角坐标/笛卡儿坐标/台架型（3P）：这种机器人由三个线性关节

构成，这三个关节用来拟定末端操作器位置，普通还带有附加道德旋转关节，用来

拟定末端操作器姿态。这种机器人在X、Y、Z轴上运动是独立，运动方程可独立解

决，且方程是线性，因而，很容易通过计算机实现；它可以两端支撑，对于给定构

造长度，刚性最大：它精度和位置辨别率不随工作场合而变化，容易达到高精度。

但是，它操作范畴小，手臂收缩同步又向相反方向伸出，即妨碍工作，且占地面积

大，运动速度低，密封性不好。（2）圆柱坐标型（R3P）：圆柱坐标机器人由两个滑

动关节和一种旋转关节来拟定部件位置，再附加一种旋转关节来拟定部件姿态。这

种机器人可以绕中心轴旋转一种角，工作范畴可以扩大，且计算简朴；直线某些可

采用液压驱动，可输出较大动力；可以伸入型腔式机器内部。但是，它手臂可以到

达空间受到限制，不能到达近立柱或近地面空间；直线驱动器某些难以密封、防

尘；后臂工作时，手臂后端会遇到工作范畴内其他物体。（3）球坐标型（2RP）：球

坐标机器人采用球坐标系，它用一种滑动关节和两个旋转关节来拟定部件位置，再

用一种附加旋转关节拟定部件姿态。这种机器人可以绕中心轴旋转，中心支架附近

工作范畴大，两个转动驱动装置容易密封，覆盖工作空间较大。但该坐标复杂，难

于控制，且直线驱动装置仍存在密封及工作死区问题。（4）关节坐标型/拟人型

（3R）：关节机器人关节全都是旋转，类似于人手臂，是工业机器人中最常用构造。

（5）平面关节型：这种机器人可看作是关节坐标式机器人特例，它只有平行肩关

节和肘关节，关节轴线共面。

16.机器人学重要包括哪些研究内容？

答：机器人研究基本内容有如下几方面：（1）空间机构学；（2）机器人运动学；（3）

机器人静力学；（4）机器人动力学；（5）机器人控制技术；（6）机器人传感器；（7）

机器人语言。

17.机器人惯用机身和臂部配备型式有哪些？

答：当前惯用有如下几种形式：（1）横梁式。机身设计成横梁式，用于悬挂手臂

部件，具备占地面积小，能有效地运用空间，直观等长处。（2）立柱式。多采用

回转型、俯仰型或屈伸型运动型式，普通臂部都可在水平面内回转，具备占地面积

小而工作范畴大特点。（3）机座式。可以是独立、自成系统完整装置，可随意安

放和搬动。也可以具备行走机构，如沿地面上专用轨道移动，以扩大其活动范畴。

（4）屈伸式。臂部由大小臂构成，大小臂间有相对运动，称为屈伸臂，可以实现

平面运动，也可以作空间运动。

18.机器人控制系统基本单元有哪些？

答：构成机器人控制系统基本要素涉及：（1）电动机，提供驱动机器人运动驱动

力。（2）减速器，为了增长驱动力矩、减少运动速度。（3）驱动电路，由于直流

伺服电动机或交流伺服电动机流经电流较大，机器人常采用脉冲宽度调制（PWM）

方式进行驱动。（4）运动特性检测传感器，用于检测机器人运动位置、速度、加

速度等参数。（5）控制系统硬件，以计算机为基本，采用协调级与执行级二级构

造。（6）控制系统软件，实现对机器人运动特性计算、机器人智能控制和机器人

与人信息互换等功能。

19.常用机器人外部传感器有哪些？

答：常用外部传感器涉及触觉传感器，分为接触觉传感器、压觉传感器、滑觉传感

器和力觉传感器。距离传感器，涉及超声波传感器，接近觉传感器，以及视觉传感

器、听觉传感器、嗅觉传感器、味觉传感器等。

机器人视觉硬件系统由哪些某些构成？

答：（1）景物和距离传感器，惯用有摄像机、CCD图像传感器、超声波传感器和

构造光设备等；（2）视频信号数字化设备，其任务是把摄像机或者CCD输出信号

转换成以便计算和分析数字信号；（3）视频信号解决器，视频信号实时、迅速、

并行算法硬件实现设备：如DSP系统；（4）计算机及其设备，依照系统需要可以

选用不同计算机及其外设来满足机器人视觉信息解决及其机器人控制需要；（5）

机器人或机械手及其控制器。

20.从描述操作命令角度看，机器人编程语言可分为哪几类？

答：机器人编程语言可分为：（1）动作级：以机器人末端执行器动作为中心来描

述各种操作，要在程序中阐明每个动作。（2）对象级：容许较粗略地描述操作对

象动作、操作对象之间关系等，特别合用于组装作业。（3）任务级：只要直接指

定操作内容就可以了，为此，机器人必要一边思考一边工作。

21.什么是位置运动学、正向运动学和逆向运动学？

22.答:位置运动学仅考虑运动中几何学问题，即不考虑运动与时间关系。已知关节空间关节变

量，计算操作机在操作空间手部位姿，称之为运动学正问题。反之，已知操作机在操作空间

手部位姿,求各关节变量反变换,称之为运动学逆问题,也叫求手臂解。

23.MOTOMAN机器人示教盘模式旋钮上有三种模式，分别是哪三种，并写出三种

模式各自特点。

24.答案：示教模式：人教机器人称作示教。再现模式：执行程序，机器人自动运营。远程模式:

通过外部信号进行操作,相称于遥控。

25.MOTOMAN机器人上有三种安全模式，分别是哪三种，并写出三种模式各自特

点。

26.答案：三种模式分别是：PLAY再现模式、TEACH示教模式、REMOTE远程模式。91再

现模式可以用来对示教完程序进行再现运营以及各种条件文献设定、修改或删除，在此模

式下外部设备发出启动信号无效。（2）示教模式可以用示教编程器进行轴操作和编辑，编

辑、示教程序，修改已登录程序，以及各种特性文献和参数设定，在此模式下外部设备发出

启动信号。（3）无效远程模式下机器人由外部信号进行操作，可以接通伺服电源、启动、

调出主程序、设定循环等与开始运营关于操作，数据传播功能有效，此时示教盘上启动按钮

无效。

27.度、重复精度与辨别率之间关系。

答：精度、重复精度和辨别率用来定义机器人手部定位能力。（I）是一种位置量

相对于其参照系绝对度量，指机器人手部实际到达位置与所需要到达抱负位置之间

差距。机器人精度决定于机械精度与电气精度。（2）重复精度指在相似运动位置

命令下，机器人持续若干次运动轨迹之间误差度量。如果机器人重复执行某位置给

定指令,它每次走过距离并不相似,而是在一平均值附近变化,该平均值代表精度,而

变化幅度代表重复精度。（3）辨别率是指机器人每根轴可以实现最小移动距离或

最小转动角度。精度和辨别率不一定有关。一台设备运动精度是指命令设定运动位

置与该设备执行此命令后可以达到运动位置之间差距，辨别率则反映了实际需要运

动位置和命令所可以设定位置之间差距。

28.工业机器人精度、重复精度和辨别率规定是依照其使用规定拟定。机器人自身所能达到精

度取决于机器人构造刚度、运动速度控制和驱动方式、定位和缓冲等因素。由于机器人有

转动关节，不同回转半径时其直线辨别率是变化，因而导致了机器人精度难以拟定。由于精

度普通较难测定,普通工业机器人只给出重复精度。

29.试阐述机器人静力学、动力学、运动学关系。

答：静力学指在机器人手爪接触环境时，在静止状态下解决手爪力F与驱动力T关

系。动力学研究机器人各关节变量对时间一阶导数、二阶导数与各执行器驱动力或

力矩之间关系，即机器人机械系统运动方程。而运动学研究从几何学观点来解决手

指位置与关节变量关系。

30.在考虑控制时，就要考虑在机器人动作中，关节驱动力工会产生如何关节位置。、关节速度

、关节加速度,解决这种关系称为动力学（dynamics）。对于动力学来说，除了与连杆长

度关于之外,还与各连杆质量,绕质量中心惯性矩,连杆质量中心与关节轴距离关于。

运动学、静力学和动力学中各变量关系如下图所示。图中用虚线表达关系可通过实

线关系组合表达，这些也可作为动力学问题来解决。

31.机器人手腕有几种？试述每种手腕构造。

答：机器人手臂按构造形式分可分为单臂式，双臂式及悬挂式按手臂运动形式区别，手臂有直线

运动。如手臂伸缩，升降及横向移动，有回转运动如手臂左右回转上下摆动有复合运动如直线运

动和回转运动组合。2直线运动组合2回转运动组合。手臂回转运动机构，实现机器人手臂回

转运动机构形式是各种各样，惯用有叶片是回转缸，齿轮转动机构，链轮传动和连杆机构手臂俯

仰运动机构，普通采用活塞油（气）缸与连杆机构联用来实现手臂复合运动机构，多数用于动作

限度固定不变专用机器人。

32.机器人参数坐标系有哪些？各参数坐标系有何作用？

33.答：工业机器人坐标形式有直角坐标型、圆柱坐标型、球坐标型、关节坐标型

和平面关节型。（1）直角坐标/笛卡儿坐标/台架型（3P）：这种机器人由三个线

性关节构成，这三个关节用来拟定末端操作器位置，普通还带有附加道德旋转关

节，用来拟定末端操作器姿态。这种机器人在X、Y、Z轴上运动是独立，运动

方程可独立解决，且方程是线性，因而，很容易通过计算机实现；它可以两端支

撑，对于给定构造长度，刚性最大：它精度和位置辨别率不随工作场合而变化,

容易达到高精度。但是，它操作范畴小，手臂收缩同步又向相反方向伸出，即妨

碍工作，且占地面积大，运动速度低，密封性不好。（2）圆柱坐标型（R3P）：圆

柱坐标机器人由两个滑动关节和一种旋转关节来拟定部件位置，再附加一种旋

转关节来拟定部件姿态。这种机器人可以绕中心轴旋转一种角，工作范畴可以

扩大，且计算简朴；直线某些可采用液压驱动，可输出较大动力；可以伸入型腔

式机器内部。但是，它手臂可以到达空间受到限制，不能到达近立柱或近地面空

间；直线驱动器某些难以密封、防尘；后臂工作时，手臂后端会遇到工作范畴

内其他物体。（3）球坐标型（2RP）

什么是机器人内部传感器和外部传感器？举例阐明之。

答：内部传感器是用来检测机器人自身状态（内部信息、）机器人传感器，如检测关

节位置、速度光轴编码器等。是机器人自身运动与正常工作所必须；外部传感器是

用来感知外部世界、检测作业对象与作业环境状态（外部信息）机器人传感器。如

视觉、听觉、触觉等。是适应特定环境，完毕特定任务所必须。

34.人手爪有哪些种类，各有什么特点？

答：（1）机械手爪：依托传动机构来抓持工件；（2）磁力吸盘：通过磁场吸力抓持

铁磁类工件,规定工件表面清洁、平整、干燥，以保证可靠地吸附，不适当高温条件;

（3）真空式吸盘：运用真空原理来抓持工件，规定工件表面平整光滑、干燥清洁,

同步气密性要好。

35.编码器有哪两种基本形式？各自特点是什么？

36.答：两种基本形式：增量式、绝对式。增量式：用来测量角位置和直线位置变化,

但不能直接记录或批示位置实际值。在所有运用增量式编码器进行位置跟踪系

统中，都必要在系统开始运营时进行复位。绝对式：每个位置都相应着透光与不

透光弧段惟一拟定组合，这种拟定组合有惟一特性。通过这特性，在任意时刻都

可以拟定码盘精准位置。

37.工业机器人惯用驱动器有那些类型，并简要阐明其特点。

答：（1）电动驱动器能源简朴,速度变化范畴大,效率高,转动惯性小,速度和位置精

度都很高，但它们多与减速装置相联，直接驱动比较困难。（2）液压驱动器长处是功

率大，可省去减速装置而直接与被驱动杆件相连，构造紧凑，刚度好，响应快，伺服驱

动具备较高精度。但需要增设液压源，易产生液体泄漏，不适合高、低温及有干净规

定场合。故液压驱动器当前多用于特大功率操作机器人系统或机器人化工程机械。

（3）气动驱动器构造简朴，清洁，动作敏捷，具备缓冲作用。但也需要增设气压源,

且与液压驱动器相比，功率较小，刚度差，噪音大，速度不易控制，因此多用于精度不

高、但有干净、防爆等规定点位控制机器人。

38.变位机对于焊接机器人作用是什么？

答：变位机作为机器人焊接生产线及焊接柔性加工单元重要构成某些，其作用是将

被焊工件旋转（平移）到最佳焊接位置。虽然机器人相对于工件处在最佳作业角度,

把工件各处焊缝位置均能变换到最有助于机器人焊枪找位和焊接地方。

39.足球机器人六步推理模型内容是什么？

答：（1）输入信息预解决，计算关于实体速度、相对距离、角度等；（2）态势分析

与方略选取；（3）队形拟定与角色分派；（4）目的位置拟定；（5）运动轨迹规划;

（6）左右轮速拟定。

40.惯用工业机器人传动系统有那些？

答：齿轮传动，蜗杆传动，滚珠丝杆出传动，同步齿形带传动，链传动和行星齿轮传

动。

41.在机器人系统中为什么往往需要一种传动（减速）系统？

42.答：由于当前电机普通速度较高，力矩较小，需要通过传动系统减少转速、提高

力矩。

机器人上惯用距离与接近觉传感器有哪些？。

答:超声波,激光、红外，霍尔传感器

43.按机器人用途分类，可以将机器人分为哪几大类？试简述之。

答：（1）工业机器人或产业机器人：应用于工农业生产中，重要用在制造业,进行焊

接、喷漆、装配、搬运、检查、农产品加工等产业。（2）摸索机器人：用于进行太

空和海洋摸索，也可用于地面和地下摸索。（3）服务机器人：一种半自主或全自主

机器人，其所从事服务工作可使人类生存更好，使制造业以外设备工作更好。（4）军

用机器人：用于军事目，或攻打性，或防御性。

44.什么是示教再现式机器人？

答：先由人驱动操作机，再以示教动作作业，将示教作业程序、位置及其她信息存储

起来,然后让机器人重现这些动作。

编码器有哪两种基本形式？各自特点是什么？

答：两种基本形式：增量式、绝对式。（1）增量式：用来测量角位置和直线位置变

化，但不能直接记录或批示位置实际值。在所有运用增量式编码器进行位置跟踪系

统中，都必要在系统开始运营时进行复位。（2）绝对式：每个位置都相应着透光与

不透光弧段惟一拟定组合,这种拟定组合有惟一特性。通过这特性,在任意时刻都可

以拟定码盘精准位置。

五、计算题

1.已知点u坐标为［7,3,2",对点u依次进行如下变换：（1）绕z轴旋转90°得到

点v；（2）绕y轴旋转90°得到点w；（3）沿x轴平移4个单位，再沿y轴平移-3

个单位,最后沿z轴平移7个单位得到点to求u,v,w,t各点齐次坐标。

解:点u齐次坐标为：

v=Rot(z,90°)u=w=Rot(y,90°)v=

t=Trans(4,-3,7)w=

2.如图所示为具备三个旋转关节3R机械手，求末端机械手在基坐标系｛xO,yO｝下

运动学方程。

/////

解:建立如图1参照坐标系,则

一，一，一

0123

一§1230LjC]+L2ci2

S123

。1230LR+乙2s12

°刀=°7；Z2T=

30010

0001

其中:

3.用齐次矩阵表达如下顺序运动：(1)绕Z轴转动90度；(2)绕X轴转动-90度;

(3)移动(3,7,9)。

答：，，

4.如图所示为平面内两旋转关节机械手，已知机器人末端坐标值｛x,y｝,试求其关